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大跨度斜拉桥空气动力特性试验研究
| 论文题名： | 大跨度斜拉桥空气动力特性试验研究 |
| 关键词： | 大跨度斜拉桥;静力三分力系数;颤振导数;风洞试验;节段模型;空气动力特性 |
| 摘要： | 大跨度斜拉桥刚度小，属于柔性结构。对于这类桥梁来说，由于风引起的结构动力响应即风致振动，已成为大跨度桥梁设计中必须考虑的主要因素之一。因此，研究大跨度斜拉桥的风致振动问题已变得非常迫切。 桥梁空气动力特性的研究是分析其风致响应的基础。空气动力特性是一个涵义很广的范畴，包括结构的非定常空气动力特性和定常空气动力特性这两个方面。本文以某跨海大桥为工程背景，通过节段模型风洞试验，研究了主梁断面的空气静力特性；以节段模型动力试验为基础，研究了主梁断面的颤振特性，识别了主梁断面的颤振导数。 在桥梁抗风设计中，准确掌握由平均风引起的定常空气动力特性非常重要，它是估算结构风载荷和研究非定常气动力的基础。三分力系数就是描述静风荷载的一组无量纲参数。通过制作了一号桥推荐方案、一号桥比较方案一、二号桥推荐方案及二号桥比较方案四种主梁断面缩尺比为1∶60的主梁节段模型，在中国空气动力中心低速所FL-11风洞进行静力试验，分析了在均匀流下，不同攻角时模型静力三分力系数的变化规律，获得主梁在不同风攻角下的三分力系数。 颤振导数是描述桥梁结构非定常空气动力性能的重要参数，在分析桥梁颤振和抖振响应时起着至关重要的作用。本文对主梁的颤振导数识别，以自由振动法进行试验。通过采用与静力试验相同的主梁节段模型，以弹簧悬挂二元刚体节段模型的试验方法在均匀流情况下，α=O°、α=±3°三种迎风攻角时，测试了模型在不同试验风速下的振动响应，然后基于最小二乘理论的识别法，一次识别了主梁断面的8个颤振导数，并测定了模型的颤振临界风速。 试验结果表明，该跨海大桥主梁断面具备良好的气动稳定性。主梁断面的颤振临界风速大于等于118.5m/s，高于颤振检验风速[Vct]=80.34 m/s，有较强抵抗扭转颤振的能力，实际桥梁的主梁在当地设计风环境下不会发生颤振。 |
| 作者： | 何季春 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张亮亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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